//设计和构建一个“最近最少使用”缓存，该缓存会删除最近最少使用的项目。缓存应该从键映射到值(允许你插入和检索特定键对应的值)，并在初始化时指定最大容量。当缓存
//被填满时，它应该删除最近最少使用的项目。 
//
// 它应该支持以下操作： 获取数据 get 和 写入数据 put 。 
//
// 获取数据 get(key) - 如果密钥 (key) 存在于缓存中，则获取密钥的值（总是正数），否则返回 -1。 
//写入数据 put(key, value) - 如果密钥不存在，则写入其数据值。当缓存容量达到上限时，它应该在写入新数据之前删除最近最少使用的数据值，从而为新
//的数据值留出空间。 
//
// 示例: 
//
// LRUCache cache = new LRUCache( 2 /* 缓存容量 */ );
//
//cache.put(1, 1);
//cache.put(2, 2);
//cache.get(1);       // 返回  1
//cache.put(3, 3);    // 该操作会使得密钥 2 作废
//cache.get(2);       // 返回 -1 (未找到)
//cache.put(4, 4);    // 该操作会使得密钥 1 作废
//cache.get(1);       // 返回 -1 (未找到)
//cache.get(3);       // 返回  3
//cache.get(4);       // 返回  4
// 
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//leetcode submit region begin(Prohibit modification and deletion)
class LRUCache {

    int capacity;//维护缓存容量
    Dequeue<Entry> cacheQueue;//维护一个队列，维护LRU次序，以便实施淘汰策略
    Map<Integer,Node<Entry>> cacheMap;//维护一个哈希缓存，以便快速查找

    public LRUCache(int capacity) {
        this.capacity = capacity;//一定要有this.
        this.cacheQueue = new Dequeue<Entry>();
        this.cacheMap = new HashMap<Integer,Node<Entry>>();
    }

    public int get(int key) {
        if(cacheMap.containsKey(key)){
            Node<Entry> node;
            node = cacheMap.get(key);
            //被查找过
            cacheQueue.delete(node);
            cacheQueue.pushBack(node);
//            System.out.println("get hits...\tkey:"+key+"..."+cacheQueue);
            return node.val.value;
        }else {
//            System.out.println("get none...\tkey:"+key+"..."+cacheQueue);
            return -1;
        }
    }

    public void put(int key, int value) {
//        System.out.println("put...cacheMap:\t"+cacheMap+",cacheQueue:\t"+cacheQueue);
//        System.out.println("put...key:\t"+key+",value:\t"+value);
        if(cacheMap.containsKey(key)){
            Node<Entry> node;
            node = cacheMap.get(key);
            node.val.value = value;
            //被更新过
            cacheQueue.delete(node);
            cacheQueue.pushBack(node);
        }else{
//            System.out.println("put...cacheQueue.counts:\t"+cacheQueue.counts+", capacity:\t"+capacity);
            if(cacheQueue.counts >= this.capacity){
                Node<Entry> nodeGone = cacheQueue.popFront();
//                System.out.println("nodeGone:"+nodeGone.val.key);
                cacheMap.remove(nodeGone.val.key);
            }
            Entry entry = new Entry(key, value);
            Node<Entry> nodeNew = new Node<Entry>(entry,null,null);
            //新进来的
            cacheMap.put(key,nodeNew);
            cacheQueue.pushBack(nodeNew);
        }
//        System.out.println("put...\tkey:"+key+"\t,value:"+value+"...queue...\t"+cacheQueue);
//        System.out.println("put...\tkey:"+key+"\t,value:"+value+"...mapkey..\t"+mapKeys());
    }

    public String mapKeys(){
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        sb.append("[");
        for(Integer key:cacheMap.keySet()){
            sb.append(key+",\t");
        }
        sb.append("]");
        return sb.toString();
    }


    //先实现一个双端队列
    class Dequeue<T>{
        Node<T> head;
        Node<T> tail;
        int counts;
        public Dequeue(){
            this.head = new Node<>(null,null,null);
            this.tail = new Node<>(null,null,null);
            this.head.next = tail;
            this.tail.pre = head;
        }
        public void pushBack(Node<T> head){
            tail.insertPre(head);
            counts++;
        }
        public Node<T> popFront(){
            if(counts==0) return null;
            counts--;
            Node<T> headOld = head.next;
            head.next.delete();//经过这句话之后，head就变了
            return headOld;
        }
        public void delete(Node<T> node){
            counts--;
            node.delete();
        }

        @java.lang.Override
        public java.lang.String toString() {
            StringBuffer sb = new StringBuffer();
            Node<T> cur = head.next;
//            System.out.println(":::"+cur.next);
            sb.append("[");
            while(null!=cur.val){
                sb.append(cur.val+",\t");
                cur = cur.next;
            }
            return sb.append("]").toString();
        }
    }

    class Node<T>{
        T val;
        Node<T> pre;
        Node<T> next;

        public Node(T val, Node<T> pre, Node<T> next) {
            this.val = val;
            this.pre = pre;
            this.next = next;
        }
        public void insertPre(Node<T> node){
            //新节点自己指定列表中的节点
            node.pre = this.pre;
            node.next = this;
            //目标位置相邻节点指向新节点
            if(null!=this.pre) this.pre.next = node; //注意这一行要在下一行之前
            this.pre = node;
        }
        public void insertNext(Node<T> node){
            //新节点自己指定列表中的节点
            node.pre = this;
            node.next = this.next;
            //目标位置相邻节点指向新节点
            if(null!=this.next) this.next.pre = pre; //注意这一行要在下一行之前
            this.next = pre;
        }
        public void delete(){
            if(null!=this.pre) this.pre.next = this.next;
            if(null!=this.next) this.next.pre = this.pre;
        }
    }
    class Entry{
        int key;
        int value;

        public Entry(int key, int value) {
            this.key = key;
            this.value = value;
        }

        @java.lang.Override
        public java.lang.String toString() {
            return this.key+"";
        }
    }
}

/**
 * Your LRUCache object will be instantiated and called as such:
 * LRUCache obj = new LRUCache(capacity);
 * int param_1 = obj.get(key);
 * obj.put(key,value);
 */
//leetcode submit region end(Prohibit modification and deletion)
